More Related Content
What's hot (20)
Viewers also liked (7)
Similar to Bioreaktor (20)
Recently uploaded (7)
Bioreaktor
- 1. BIOREAKTOR
- 2. DEFINISI BIOREAKTOR ? Suatu unit alat yang digunakan untuk melangsungkan proses biokimia dari suatu bahan baku menjadi produk yang diinginkan, dimana prosesnya dikatalisis oleh enzim-enzim mikrobial atau isolat enzim murni.
- 3. PARAMETER YANG DIKONTROL PADA BIOREAKTOR : ? suhu ? pH ? oksigen terlarut ? bahan baku dan nutrisi
- 4. MACAM BIOREAKTOR BERDASARKAN KAPASITAS : ? Skala laboratorium : ? Dalam botol erlenmeyer (volume 50-2000 ml dengan pengisian maksimum 20 %). ? Kelebihan : dapat mengukur komposisi larutan nutrisi, suhu dan suplementasi substrat ? Kelemahan : tidak dapat mengukur pH dan konsentrasi oksigen. ? Skala pilot ? Skala industri.
- 5. FERMENTOR SKALA LAB DAN PILOT
- 7. HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENENTUAN MODEL BIOREAKTOR ? Pemilihan sistem fermentasi (batch, continuous, fed batch). ? Tipe bioreaktor dan cara operasinya. ? Sifat-sifat mikroba yang digunakan ? Melakukan penelitian pendahuluan untuk menentukan kondisi optimum suatu galur mikroba pada skala laboratorium, lalu di-scale up hingga layak untuk diproduksi skala industri.
- 8. SYARAT BIOREAKTOR ? Tidak boleh ada hubungan antara bagian sistem yang steril dengan non-steril. ? Hindari kelep-kelep / penghubung bentuk gelangan, karena bentuk demikian dapat mengendur akibat dari gerakan/fibrasi alat dan kenaikan suhu, dan memungkinkan kontaminasi. ? Bila mungkin seluruh konstruksi alat dilas. ? Hindari ruang-ruang perangkap serta bentuk leher, karena ruangan seperti itu sulit untuk dibersihkan. ? Semua bagian sistem harus dapat disterilisasi secara tersendiri. ? Setiap hubungan/kelep ke bejana harus dapat disterilkan dengan uap. ? Gunakan katup-katup yang mudah dibersihkan maupun disterilkan, misalnya katup bola atau diafragma. ? Tekanan dalam fermentor harus tetap positif sehingga kalau ada kebocoran akan mengarah ke luar.
- 9. ATURAN OPERASIONAL AGAR KONDISI STERIL : ? Sterilisasi fermentor, dengan uap bertekanan. Medium fermentasi dapat disterilkan bersama di dalam fermentor atau secara terpisah. ? Sterilisasi penyediaan udara, dilakukan dengan menggunakan penyaring berserat atau penyaring absolut. ? Aerasi dan agitasi, berkaitan dengan jenis bahan, struktur geometrik dan posisi pemasangannya serta penggunaan ¡°seal¡±. ? Penambahan inokulum, nutrien dan bahan-bahan lain, harus dalam keadaan tekanan positif dan lubang pemasukan dilengkapi sistem pemberian uap. ? Pengambilan contoh (sampling). ? Pengontrolan buih. ? Monitoring dan pengontrolan berbagai parameter
- 10. TIPE-TIPE BIOREAKTOR / FERMENTOR ? Skala laboratorium & skala pilot : ukuran 1-15 liter ? Skala industri besar : 5.000-100.000 gallon ? Setiap fermentor harus mempunyai ¡°head space¡± sekitar ? atau 1/5 dari volume total, yang berguna untuk menyediakan ruangan pada waktu aerasi dan pembentukan buih.
- 11. KARAKTERISTIK BAHAN PEMBENTUK FERMENTOR : ? Fermentor kapasitas 1-30 liter biasanya terbuat dari gelas atau stainless steel, permukaannya halus, tidak menimbulkan efek toksik dan tahan karat. ? Fermentor kapasitas > 30 liter biasanya terbuat dari stainless steel atau mild-steel.
- 12. STRUKTUR FERMENTOR (SATU IMPELLER MULTI-BLADE) : ? Keterangan : 1 = pipa inokulasi 2 = seal stirrer sahft 3 = tinggi cairan kultur (=L) 4 = baffle 5 = pipa sambung 6 = impeller 7 = pipa udara steril 8 = sparger udara 9 = pipa pengeluaran H = tinggi fermentor D = diameter fermentor 2 1 4 3 5 6 7 8 D 9 4 F H L
- 14. KOMPONEN SISTEM AERASI & AGITASI FERMENTOR : ? Impeller Fungsi : ?memperkecil ukuran gelembung udara sehingga area interface untuk transfer oksigen menjadi besar dan menurunkan jarak difusi. ?mempertahankan keseragaman kultur di seluruh bagian fermentor.
- 15. a. a. Piringan terbuka b. Piringan van c. Turbin terbuka d. Propeller
- 17. ? Baffle Fungsi : meningkatkan efisiensi aerasi dan mencegah aliran atau sirkulasi cairan kultur yang terlalu cepat.
- 18. ? Sparger Fungsi : memasukkan udara ke dalam cairan kultur dalam fermentor Tipe : ?Sparger berpori (untuk fermentor skala laboratorium, tanpa agitator) ?Sparger orifice (pipa berlobang-lobang, mudah tertutup mikroba) ?Sparger nozel (pipa terbuka atau tertutup di bawah impeller)
- 19. JENIS-JENIS FERMENTOR BERDASARKAN PEMBERIAN SUBSTRAT (DENBIGH&TURNER (1971) : ? Batch Fermentor Proses fermentasi : ? Sistem tertutup ? Fermentor diisi oleh nutrisi/medium, suhu & pH di set sterilisasi ? Inokulum dimasukan proses fermentasi hingga waktu yg ditentukan ? Proses s.d fase akhir log/stasioner ? Proses selanjutnya diulang ? Tidak ada nutrisi yang ditambahkan Substrat Konsentrasi awal Waktu
- 20. CONTINUOUS FERMENTER ? Pemberian nutrisi secara kontinyu/berkala dalam jangka waktu tertentu ? Volume nutrisi di dalam reaktor harus tepat antara nutrisi yang dikeluarkan dan dimasukan harus ekivalen ? Proses fermentasi bersifat sensitif terhadap kontaminasi, biomasa berkurang krn ikut terbuang, perubahan fase biotik
- 21. FED BATCH FERMENTER ? Intermediary bioreactor ? Nutrisi ditambahkan pada saat fase yang dibutuhkan ? Selam proses fermentasi kecepatan pertumbuhan mo dan konsentrasi biomasa dapat dikontrol dengan penambahan nutrisi saat fase tertentu
- 23. CONTOH BATCH FERMENTOR PADA PRODUKSI LYSIN
- 24. BATCH FERMENTOR CONTINUOUS FERMENTOR ? Mikroorganisme tdk hilang selama proses fermentasi ? MO. Memiliki waktu utk beradaptasi dan kecepatan pembelahan maksimum ? Biotransformasi MO. Berjalan dgn baik dgn parameter lingkungan yang terkontrol ? MO dpt lebih cepat/lambat msk ke fase stasioner dan terakumulasi toksin saat nutrisi terbatas ? MO., nutrisi dan cairan dapat ikut terbuang ? MO. Membutuhkan waktu utk beradaptasi lagi setiap penambahan nutrisi ? Rentan thd MO kontaminan RETENSI MIKROORGANISME DI DALAM FERMENTOR
- 25. RETENSI MIKROORGANISME DI DALAM FERMENTOR FEED BATCH FERMENTOR ? Pemberian nutrisi secara berselang ? Mikroorganisme lebih sehat karena nutrisi dapat terpenuhi
- 26. FERMENTOR BERDASARKAN TINGKAT ASEPTIS : ? FERMENTOR ASEPTIS ? FERMENTOR NON ASEPTIS
- 27. FERMENTOR BERDASARKAN SISTEM AERASI : ? STIRRED TANK (MENGGUNAKAN SISTEM AGITASI) ? BUBBLE COLUMN (UDARA DIALIRKAN MELALUI SPARGER) ? LOOP BUBBLE COLUMN BIOREACTOR (UDARA DAN MEDIA DISIRKULASI BERSAMAAN MELALUI SUATU KOLOM)